Dengan mengukur jarak ke gugusan galaksi besar yang relatif dekat dengan Bumi secara tepat, para ilmuwan mengungkap bukti baru bahwa ruang angkasa mengembang lebih cepat daripada yang dimungkinkan oleh prediksi teoritis.
Foto Ilustrasi: wirestock/FreepikRingkasan:
- Penelitian terbaru menunjukkan alam semesta mengembang lebih cepat dari prediksi fisika.
- Pengukuran konstanta Hubble menggunakan gugusan galaksi dekat menunjukkan laju ekspansi 76,5 km/detik/megaparsec.
- Hasil ini bertentangan dengan prediksi berdasarkan pengamatan alam semesta awal (67 km/detik/megaparsec).
- Penemuan ini membuka kemungkinan baru dalam kosmologi dan fisika.
ngarahNyaho - Ketika para ilmuwan mengukur laju ekspansi alam semesta yang dikenal sebagai konstanta Hubble menggunakan objek-objek di dekatnya, mereka secara konsisten mendapatkan nilai yang lebih tinggi daripada ketika mereka mengukurnya menggunakan cahaya dari alam semesta awal.
Perbedaan ini telah berlangsung selama bertahun-tahun, membuat para astronom bertanya-tanya apakah pemahaman kita tentang evolusi kosmik memerlukan perombakan besar-besaran.
Dan Scolnic, profesor fisika di Universitas Duke yang memimpin penelitian tersebut, membingkai teka-teki tersebut dalam istilah yang dapat dipahami: bayangkan mencoba membuat bagan pertumbuhan alam semesta.
Kita memiliki "gambaran bayi" — keadaan paling awal yang dapat diamati tepat setelah Big Bang — dan "foto kepala" saat ini yang memperlihatkan alam semesta lokal yang berisi Bima Sakti dan galaksi-galaksi tetangga.
Tantangannya terletak pada menghubungkan kedua titik ini melalui kurva pertumbuhan yang koheren, tetapi pengukurannya tidak sesuai dengan yang diharapkan.
Hal tersebut memperdalam salah satu teka-teki kosmologi modern yang paling membingungkan yang dikenal sebagai "ketegangan Hubble."
"Ketegangan sekarang berubah menjadi krisis," kata Scolnic, menyoroti pentingnya temuan timnya yang dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters.
Jadi, apa sebenarnya ketegangan Hubble?
Bayangkan memiliki dua metode yang dapat diandalkan untuk mengukur hal yang sama, seperti timbangan kamar mandi dan timbangan dokter, tetapi mendapatkan hasil yang berbeda secara konsisten dari masing-masing.
Itulah yang dihadapi para astronom saat mengukur konstanta Hubble.
Ketika mereka menggunakan objek terdekat seperti supernova dan galaksi untuk mengukur perluasan ini, mereka menemukan alam semesta meregang sekitar 73-76 kilometer per detik untuk setiap megaparsec (sekitar 3,26 juta tahun cahaya) jarak.
Namun, ketika menghitung laju ekspansi menggunakan pengamatan latar belakang gelombang mikro kosmik — sisa cahaya Big Bang — bersama dengan model fisika standar, para astronom mendapatkan laju yang jauh lebih lambat sekitar 67 kilometer per detik per megaparsec.
Perbedaan ini, sekitar 9 persen perbedaan antara kedua metode, terlalu besar untuk dijelaskan oleh kesalahan pengukuran.
Yang lebih meresahkan lagi, seiring dengan peningkatan teknik pengukuran selama bertahun-tahun, perbedaan tersebut malah menjadi lebih jelas daripada terselesaikan dengan sendirinya.
Studi baru ini berfokus pada Gugus Koma, salah satu gugus galaksi masif terdekat kita, yang berfungsi sebagai titik kalibrasi penting untuk mengukur jarak kosmik.
Ketika tim Instrumen Spektroskopi Energi Gelap atau The Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) menerbitkan pengamatan galaksi ekstensif, Scolnic menyadari adanya peluang untuk menyempurnakan pengukuran mereka menggunakan Gugus Koma sebagai titik jangkar.
“Kolaborasi DESI melakukan bagian yang sangat sulit, tangga mereka kehilangan anak tangga pertama,” jelas Scolnic.
“Saya tahu cara mendapatkannya, dan saya tahu itu akan memberi kita salah satu pengukuran konstanta Hubble paling akurat yang bisa kita dapatkan, jadi ketika makalah mereka terbit, saya benar-benar meninggalkan semuanya dan mengerjakan ini tanpa henti.”
Timnya menganalisis 12 ledakan bintang khusus yang disebut supernova Tipe Ia di dalam Gugus Koma.
Fenomena kosmik ini berfungsi sebagai “lilin standar” yang andal karena secara konsisten mencapai kecerahan puncak yang sama, menjadikannya alat yang sangat baik untuk mengukur jarak astronomi.
Sama seperti mengetahui watt bola lampu memungkinkan kita memperkirakan jaraknya berdasarkan seberapa terangnya, supernova ini memungkinkan perhitungan jarak yang akurat.
Hasilnya menempatkan Gugus Koma sekitar 320 juta tahun cahaya dari Bumi, selaras dengan pengukuran sebelumnya selama beberapa dekade. Konsistensi ini memberikan validasi yang kuat untuk metodologi penelitian.
“Pengukuran ini tidak bias oleh bagaimana menurut kami kisah ketegangan Hubble akan berakhir,” kata Scolnic. “Gugus ini ada di halaman belakang kita, telah diukur jauh sebelum ada yang tahu betapa pentingnya itu nantinya.”
Dengan menggunakan pengukuran yang tepat ini sebagai titik awal, tim menghitung konstanta Hubble sebesar 76,5 kilometer per detik per megaparsec.
Hasil ini selaras dengan pengukuran terbaru lainnya dari alam semesta lokal tetapi bertentangan secara signifikan dengan prediksi berdasarkan pengamatan alam semesta awal.
"Kami berada pada titik di mana kami benar-benar menekan keras model yang telah kami gunakan selama dua setengah dekade, dan kami melihat bahwa banyak hal tidak sesuai," kata Scolnic.
"Ini mungkin membentuk kembali cara kita berpikir tentang Alam Semesta, dan ini menarik! Masih ada kejutan yang tersisa dalam kosmologi, dan siapa yang tahu penemuan apa yang akan datang selanjutnya?"
Ke depannya, para astronom akan terus menyempurnakan pengukuran ini menggunakan teleskop baru dan teknik yang lebih baik.
Namun, konsistensi hasil di berbagai metode menunjukkan bahwa penyelesaian krisis ekspansi kosmik ini mungkin memerlukan lebih dari sekadar pengamatan yang lebih baik – hal ini mungkin menuntut perombakan total model fisika kita saat ini. |Sumber: StudyFinds
إرسال تعليق